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1、建筑电气设备,第5章 建筑工程供电系统,5.1 供配电系统的组成,电力系统（electrical power system）一个完整的电力系统由各种不同类型的发电厂、变电所、输电线路及电力用户组成。1发电厂（generating plant）按一次能源介质划分为火力发电厂、水力发电站、核电站等，此外，还有小容量的太阳能发电厂、风力发电厂、地热发电厂和潮汐发电厂等，正在研究的还有磁流体发电和氢能发电等。2变电所（substation）变电所是变换电能电压和接受分配电能的场所。如果仅用以接受电能和分配电能，则称为配电站，仅用以把交流电能变换成直流电能，则称为变流所。,莆田学院现代教育技术中心 03
2、年9月,3电力网（electrical power network）输电线路和配电线路统称为电力网。通常将220kV及以上的电力线路称为输电线路，110kV及以下的电力线路称为配电线路。配电线路又分为高压配电线路（110kV）、中压配电线路（635kV）和低压配电线路（380/220V）。4电能用户凡取用电能的所有单位均称为电能用户 ，其中工业企业用电量约占我国全年总发电量的64%，是最大的电能用户。,5.1 供配电系统的组成,莆田学院现代教育技术中心 03年9月,莆田学院现代教育技术中心 03年9月,工厂供配电系统由总降压变电所、高压配电线路、车间变电所、低压配电线路及用电设备组成。 1总降
3、压变电所总降压变电所负责将35110kV的外部供电电压变换为610kV的厂区高压配电电压，给厂区各车间变电所或高压电动机供电。 2车间变电所车间变电所将610kV的电压降为380/220V，再通过车间低压配电线路，给车间用电设备供电。 3配电线路配电线路分为厂区高压配电线路和车间低压配电线路。,供配电系统,莆田学院现代教育技术中心 03年9月,电气设备的额定电压，就是能使电气设备长期运行时获得最好经济效果的电压。,用电设备用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。,发电机发电机的额定电压一般比同级电网的额定电压高出5%，用于补偿线路上的电压损失。,5.1 供配电系统的组成,莆田学院现代教育技术中
4、心 03年9月,5.2 负荷的分级及其对供电的要求,莆田学院现代教育技术中心 03年9月,5.3 供配电网络的结构及其要求,供配电网络常用的典型网络结构分为： 放射式 树干式 环式,5.3.1 放射式 1. 单回路放射式网络结构这种供电方式的特点是供电可靠性较高，当任意一回线路故障时，不影响其它回路供电，且操作灵活方便，易于实现保护和自动化。可用于对容量较大、位置较分散的三级负荷供电。此种网络结构在中压和低压系统中均比较常见。,莆田学院现代教育技术中心 03年9月,2. 双回路放射式网络结构对于重要的用户，为保证供电回路故障时，不影响对用户供电，可采用双回路放射式接线，如下图所示。一次投资较大
5、，因此一般仅用于确需高可靠性的用户，并可将双回路的电源端接于不同的电源，以保证电源和线路同时得以备用，可向一、二级负荷供电。此种网络结构在中压和低压系统中均常见。,莆田学院现代教育技术中心 03年9月,3. 带公共备用线的放射式网络结构当二级负荷比较分散时，也可采用带公共备用线的放射式接线，以节省投资，如下图所示。此种网络结构一般在中压系统中应用。,莆田学院现代教育技术中心 03年9月,5.3.2 树干式网络结构 1. 单回路树干式网络结构如下图所示，树干式网络结构就是由电源端向负荷端配出干线，在干线的沿线引出数条分支线向用户供电。一般用于向三级负荷供电 。,莆田学院现代教育技术中心 03年9
6、月,2. 双回路树干式网络结构对于要求高可靠性的用户，采用双回路干线，使线路互为备用，同时可将双回路引自不同的电源，如图所示，实现电源和线路的两种备用，达到向一、二级负荷供电的目的。这种结构在中、低压系统中均广泛应用。,莆田学院现代教育技术中心 03年9月,5.3.3 环式网络结构环式网络结构一般用于中压系统或高压系统，尤其在城市供配电网络中得到广泛应用。可用于对二、三级负荷供电。如图所示，电源可为多个或一个，通常采用开环运行方式。,莆田学院现代教育技术中心 03年9月,5.3.4 各种网络结构的适用对象 1. 中压系统 （1）对于城市非重要用户及郊区，可靠性要求不高，可采用树干式结构。 （2
7、）对负荷密度大，且供电要求高的用户可采用双电源双回路树干式或环式结构。 （3）对于提供双电源有困难，用户的供电可靠性要求又较高的情况，可采用放射式结构。,莆田学院现代教育技术中心 03年9月,2. 低压系统在低压供电系统中，环式结构较少使用，常见的网络结构形式是放射式结构和树干式结构。 （1）对于单台设备容量较大或较重要场合，一般采用放射式结构。 （2）对于非重要用电设备，用电性质相近，又便于线路敷设时，一般采用树干式结构。 （3）对于重要用电设备，可采用双电源双回路树干式结构或双电源双回路放射式结构。,返回目录,莆田学院现代教育技术中心 03年9月,5.4 供电网络的结构与敷设,5.4.1
8、架空线架空线路是用杆塔将导线悬挂在空中，导线利用绝缘瓷瓶支持在杆塔的横担上。架空线路主要由导线（一般为钢芯铝绞线）、杆塔、绝缘瓷瓶和线路金具等基本元件组成。,优点： 1）设备简单，造价低。 2）露置空中，易于检修和维护。 3）利用空气绝缘，建造比较容易。 缺点： 1）侵占地面位置，有碍交通。 2）易受环境影响、安全可靠性较差。 3）影响美化 。,莆田学院现代教育技术中心 03年9月,5.4.2 电缆线路电缆线路与架空线路相比，具有运行可靠，不易受外界影响，不占地面的优点，但同时也具有投资大，敷设维修困难，难于发现和排除故障的缺点。 1.电缆的结构电缆主要由导体、绝缘层、护套层和铠装层组成。,莆
9、田学院现代教育技术中心 03年9月,2.电缆敷设电缆的敷设路径要求尽量最短，转弯最少，尽量避免与各种地下管道交叉，散热要好。常用的电缆敷设方式有： 直接埋地敷设 电缆沟 电缆桥架另外还有电缆隧道、电缆排管等方式，但较少使用。,莆田学院现代教育技术中心 03年9月,直接埋地敷设 首先挖一深0.71m的壕沟，于沟底填上100mm的细砂或软土，再铺设电缆，然后填以沙土，加上保护板，最后回填沙土。这种方式电缆易受机械损伤，土壤化学腐蚀，可靠性差，检修不便，多用于根数不多的线路 。,莆田学院现代教育技术中心 03年9月,电缆沟电缆沟敷设占地少，走向灵活，能容纳较多电缆，但检修维护也不方便，适用于多条电缆
10、走向相同的情况，在容易积水的场所不宜使用。,莆田学院现代教育技术中心 03年9月,电缆桥架电缆敷设在电缆桥架内，电缆桥架装置是由支架、盖板、支臂和线槽等组成。电缆桥架敷设克服了电缆沟敷设电缆时存在的积水、积灰、易损坏电缆等多种弊病，改善了运行条件，具有占用空间少、投资省、建设周期短、便于采用全塑电缆和工厂系列化生产等优点。,莆田学院现代教育技术中心 03年9月,5.4.3 大厦线路的结构和敷设包括室内配电线路和室外配电线路。室内配电线路大多采用绝缘导线，配电干线可采用裸导线（裸母线结构），也可采用电缆。室外配电线路指沿建筑物外墙或屋檐敷设的低压配电线路，都采用绝缘导线，也包括建筑物之间用绝缘导
11、线敷设的短距离的低压架空线路。,莆田学院现代教育技术中心 03年9月,1绝缘导线的结构和敷设绝缘导线按芯线材质分，有铜芯和铝芯两种。一般应优先选用铜芯绝缘导线，尤其是重要回路及震动场所或对铝有腐蚀的场所。 绝缘导线的敷设方式，分明敷和暗敷两种。明敷是导线直接或在管子、线槽等保护体内，敷设于墙壁、顶棚的表面及绗架、支架等处。暗敷是导线在管子、线槽等保护体内，敷设于墙壁、顶棚、地坪及楼板等内部，或者在混凝土板孔内敷线等。,莆田学院现代教育技术中心 03年9月,2. 裸导线的结构和敷设建筑物内的配电裸导线大多采取硬母线的结构，其截面形状有圆形、管形和矩形等，其材质有铜、铝和钢。以采用TMY型硬铜母线
12、最为普遍。现代化的建筑物，大多采用封闭式母线（亦称母线槽）布线，封闭式母线安全、灵活、美观，但耗用钢材较多，投资较大。,莆田学院现代教育技术中心 03年9月,为了识别裸导线相序，以利于运行维护和检修，GB2681-81电工成套装置中的导线颜色规定交流三相系统中的裸导线应按表所示涂色。裸导线涂色不仅用来辨别相序及其用途，而且能防蚀和改善散热条件。,返回目录,莆田学院现代教育技术中心 03年9月,建筑内部低压配电线路,第一节配线选择 建筑中采用的配电导线有绝缘电线、电力电缆和封闭式母线等。工程设计时选择何种类型应综合考虑。从负荷大小并结合经济性来看，一般地，当干线电流在200A及以下时可考虑采用绝
13、缘电线；当干线电流在200A至400A时应考虑用电力电缆；当干线电流在400A以上时则多采用封闭式母线。(1600A以下)对于大容量设备如空调制冷机组多采用放射式配电，由于其容量大，一般采用电缆或封闭式母线配电。照明负荷的配电干线系统多采用分区树干式或垂直干线式，一般用封闭式母线，这样各层配出线方便，施工也方便。消防用动力设备多选用阻燃电缆配电。,莆田学院现代教育技术中心 03年9月,第二节 电气竖井与配电小间电气竖井是高层建筑物强电及弱电竖向干线敷设的主要通道。竖井内可采用金属管、金属线槽、电缆、电缆桥架和封闭式母线等布线方式。在电气竖井内，如果除敷设干线回路外，还设置备层的电力、照明分配电
14、箱及弱电设备的端子箱等电气设备，则亦称为电气小间。,莆田学院现代教育技术中心 03年9月,一、电气竖井的位置和数量电气竖井的位置和数量应根据建筑物规模、用电负荷性质、供电半径、建筑物的沉降缝设置和防火分区等因素确定，应保证系统的可靠性，并尽量减少电能损耗。电气竖井的位置宜靠近负荷中心，并注意与变电所或机房等部位的联系方便，这样，可减少干线电缆沟道或干线电缆桥架的长度，从而减少损耗，节省投资。电气竖井应是专用竖井，不得与电梯井、管道井等共用同一竖井，以保证电气竖井内电气线路及电气设备的运行安全。电气竖井应避免邻近烟道、热力管道及其他散热大或潮湿的设施，否则会使电气竖井内温度升高，影响线路导体的允
15、许载流能力，使配电用断路器误动作，或者因潮湿使竖井内线路绝缘强度降低、金属性腐蚀。如果无法远离烟道等热源或潮湿设施，则应采取相应的隔热、防潮措施。考虑到电气竖井向外引出线的方便以及竖井内墙壁的利用，应尽量避免电气竖井与电梯井或楼梯间相邻。有条件时宜分别设置强电和弱电竖井。一般按标准层每600m2设一电气竖井，超过600m2 另设竖井。800m21000m2设置强电、弱电井个一个。,莆田学院现代教育技术中心 03年9月,二、配电小间的面积与布置配电小间的面积应根据线路及设备的布置来确定，除了应满足布线间隔及配电箱、端子箱等设备的布置所必需的尺寸外，还应充分考虑布线施工及设备运行的操作维护距离，一
16、般在箱体前留不小于080m的操作维护距离。图51和图52所示为两种强电竖井设备布置方案。图53和图54所示为两种弱电竖井设备布置方案。,莆田学院现代教育技术中心 03年9月,三、综合配电柜由于在电气竖井中敷设的干线，除动力干线、照明干线外，还有电话、电视、广播、火灾报警、控制信号等多种线路，为节省空间、简化设计、便于施工和维护管理，可设置综合配电柜，将母干线、电缆及各种电气管线一并装于柜内。综合配电柜的安放竖井可利用建筑物的装饰层、夹层，而不占用建筑物的使用面积，竖井门可与建筑物房间的房门统一考虑，收到整齐、紧凑、美观大方的效果。综合配电柜内一般用钢板隔成强电与弱电两个部分，在强电间隔中安装动力、照明干线和断路器、接触器、端子板等，弱电间隔中设有电话、控制、报警、电视、计算机等用的电缆及端子板。综合配电柜内还设有紧固母线或电缆用的支架。综合配电柜的尺寸、结构可视具体要求而定。,莆田学院现代教育技术中心 03年9月,
